Es. 07 Bistabile asincrono SC, Latch sincrono SC, Latch sincrono...
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Laboratorio di Architetture degli Elaboratori ICorso di Laurea in Informatica, A.A. 2019-2020
Università degli Studi di Milano
Memorie
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Circuiti sequenziali
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Bistabili
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Esercizio 1
• Si implementi in Logisim un bistabile Set Reset (SR) asincrono utilizzando dueporte NOR retroazionate
• Si definisca la tabella delle transizioni (o stato prossimo) del bistabile
• Si derivi la SOP e la si semplifichi, implementadone il circuito corrispondente(si assuma prima X=0, poi X=1 per le due uscite indeterminate della tabella diverità)
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Esercizio 1Bistabile asincrono SR con due NOR
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Esercizio 1
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Esercizio 2
• Si aggiunga un clock (frequenza 0.5Hz) e due porte AND al circuito realizzato nell’esercizio 1 per ottenere un latch sincrono SR
Suggerimento: un latch sincrono SR è un bistabile che può commutare il suo stato solo quando il clock è nello stato alto
• Si osservi come cambia la risposta del circuito con diverse frequenze di clock
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Esercizio 2
Per aggiungere il clock: Per attivare il clock: Per settare la frequenza di clock:
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Esercizio 3
• Utilizzando il circuito del bistabile sincrono SR realizzato nell’esercizio precedente, si crei un latch sincrono D
Suggerimento: è presente un clock – il latch sincrono D memorizza il valore di D quando il clock è alto
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Esercizio 4
• Si utilizzino 4 latch D sincroni per realizzare un banco di memoria a 4 bit
• Tale circuito sarà caratterizzato da:
– 4 bit in ingresso da memorizzare
– 1 ingresso per il clock
– 1 ingesso per il bit di write, questo bit abilita (inibisce) la scrittura nelbanco di memoria quando è posto a 1 (0)
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Esercizio 5
• Si modifichi il circuito realizzato nel corso dell’esercizio 4 aggiungendo 1 bit di input per l’azzeramento del contenuto della memoria.
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Latch
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Flip Flop
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Esercizio 6
• Si realizzi un flip-flop a partire da due latch D.
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Esercizio 6
• Si realizzi un flip-flop a partire da due latch D.
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Esercizio 7• Si realizzi un registro a scorrimento (verso sinistra) con input seriale e
output parallelo.
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Esercizio 7• Si realizzi un registro a scorrimento (verso sinistra) con input seriale e
output parallelo.
Registro(t)
b(t) = 1 1 1 0 0
Registro(t+1)
b(t+1) = 0 1 0 0 1
Registro(t+2)
b(t+2) = 1 0 0 1 0
Registro(t+3)
b(t+3) = 0 0 1 0 1
Come funziona?Ad ogni istante di tempo diamo in input un singolo bit b(t) (input seriale)
Il registro shifta a sinistra tutto il suo contenuto per fare posto a b(t) e lo memorizza nel bit più a destra
I quattro bit del registro possono essere letti contemporaneamente ad ogni t (output parallelo)
TEMPO
…
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Esercizio 8
• Si realizzi un banco di memoria di 4 bit per il quale siano possibili, per ogni ciclo di clock, le seguenti operazioni:
– Scrittura di una parola di 4 bit;
– Reset dei 4 bit;
– Inserimento di un bit a sinistra (con shift della parola verso destra).
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Esercizio 8• Suggerimenti:
Useremo 4 Flip Flop:• se RESET=1, memorizzeranno 0 0 0 0• se WRITE=1, memorizzeranno la parola di quattro bit data in input• se inseriamo a sinistra un bit b: FF1 memorizza b, FF2 memorizza FF1, FF3 memorizza
FF2, FF4 memorizza FF3
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Esercizio 9
• Si realizzi un registro nel quale sia possibile scrivere una parola di 4 bit;
• Si crei poi una memoria composta da 4 parole, nella quale sia possibile scrivere una delle 4 parole a seconda dell’indirizzo dato dall’utente.